Dans cet exercice, on étudie la réaction qui se produit au sein du réacteur d'une centrale nucléaire. On en déduira notamment la puissance du réacteur.
La réaction est la fission de l'uranium 235 sous l'impact d'un neutron, comme décrit par l'équation :
\ce{^{235}_{92}U} + \ce{^{1}_{0}n}\ce{->}\ce{^{93}_{36}Kr} + \ce{^{140}_{Z_{Ba}}Ba}+ k\ce{^{1}_{0}n}
Données :
- m \left(\ce{^{235}_{92}U}\right) = 234{,}99332 u
- m \left(\ce{^{93}_{36}Kr}\right) = 92{,}88579 u
- m \left(\ce{^{140}_{Z_{Ba}}Ba}\right) = 139{,}88704 u
- m \left(\ce{^{1}_{0}n}\right) = 1{,}008665 u
- 1eV = 1{,}60 \times 10^{-19} J
- 1u = 1{,}66054 \times 10^{-27} kg
Quelles sont les valeurs de Z_{Ba} et k ?
Pourquoi cette réaction provoque-t-elle une réaction en chaîne ?
Quelle est la perte de masse de la réaction en kilogrammes ?
On décide de négliger l'énergie cinétique de tous les noyaux et particules, hormis celle des neutrons produits par la réaction. On considère que toute l'énergie libérée l'est sous forme d'énergie cinétique de ces neutrons libérés.
Quelle est l'énergie libérée par cette réaction en MeV ?
Le réacteur nucléaire étudié consomme une masse M d'environ 3,22 kg d'uranium 235 par jour.
Quelle est la quantité d'énergie E_{jour} libérée par la fission de cette quantité d'uranium ?
Sachant que 37% de l'énergie libérée est captée et transformée en énergie électrique, quelle est la puissance P du réacteur ?